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目的: 通过检测细胞凋亡率、活性氧含量和线粒体膜电位变化以及相关凋亡蛋白的相对表达水平,探讨MC-LR是否通过线粒体介导的caspase依赖性途径诱导睾丸支持细胞凋亡,为保护、预防和治疗MCs所致的生殖系统损伤提供科学依据。 方法: 1.原代细胞培养:从青春前期(日龄18-20d)雄性SD大鼠睾丸中提取、分离并纯化睾丸支持细胞,建立原代培养的睾丸支持细胞模型。 2.CCK-8实验:CCK-8试剂盒检测不同浓度MC-LR(0,1,5,10,20,40,60μg/ml)作用睾丸支持细胞24h后细胞增殖变化,并确定IC50,设置IC50/4、IC50/2、IC50为后续实验浓度。 3.实验分组:睾丸支持细胞分为:对照组(0μg/ml MC-LR)、IC50/4、IC50/2、IC50 MC-LR组和Caspase抑制剂zVADfmk(50μmol/L)+IC50 MC-LR组以及抗氧化剂NAC(10mmol/L)+IC50MC-LR组,继续培养24 h。 4.凋亡率检测:AnnexinV-FITC/PI双染联合流式细胞仪检测各处理组作用睾丸支持细胞24h后细胞凋亡率的变化。 5.活性氧检测:ROS试剂盒联合荧光显微镜以及流式细胞仪分别检测不同浓度MC-LR和NAC+IC50 MC-LR作用睾丸支持细胞24h后细胞内ROS荧光值变化。 6.线粒体膜电位:JC-1试剂盒联合流式细胞仪检测不同浓度MC-LR和NAC+IC50 MC-LR作用睾丸支持细胞24h后细胞线粒体膜电位变化。 7.蛋白检测:利用Western Blot法检测不同浓度各处理组作用睾丸支持细胞24h后细胞内细胞色素C、Caspase-9、Cleaved-Caspase-9以及Caspase-3蛋白相对表达量变化。 结果: 1.CCK-8检测结果:不同浓度MC-LR(0,1,5,10,20,40,60μg/ml)作用睾丸支持细胞24h后,细胞增殖受到明显抑制,且随着MC-LR浓度升高,细胞增殖抑制率明显升高(P<0.05)。经计算MC-LR作用睾丸支持细胞24h IC50为32μg/ml,后续实验浓度为:8μg/ml,16μg/ml和32μg/ml。 2.凋亡率检测结果:MC-LR能诱导睾丸支持细胞凋亡,凋亡率分别为:3.900%±0.200%、6.00%±0.100%、27.266%±0.115%,随着MC-LR浓度升高,细胞凋亡率显著升高(P<0.05)。 3.活性氧检测结果:MC-LR能增加睾丸支持细胞内ROS含量。荧光显微镜观察显示:随着MC-LR浓度升高,细胞内荧光强度逐渐增强;流式结果显示:随着MC-LR浓度升高,荧光值明显升高,细胞内ROS含量显著增加(P<0.05)。 4.线粒体膜电位检测结果: MC-LR能降低睾丸支持细胞线粒体膜电位,且随着MC-LR浓度升高,线粒体膜电位显著降低(P<0.05)。 5.Western Blot检测结果:MC-LR能增加睾丸支持细胞Cyt-c、Caspase-9、Cleaved-Caspase-9以及Caspase-3的相对表达量,且随着MC-LR浓度升高,四种蛋白相对表达量显著升高(P<0.05)。 6.Caspase抑制剂zVADfmk预处理可使32μg/ml MC-LR组细胞凋亡率由27.266%±0.115%下降至9.633%±0.057%(P<0.05),且能显著降低四种凋亡相关蛋白的相对表达量(P<0.05)。 7.抗氧化剂 NAC预处理可使32μg/ml MC-LR组细胞凋亡率由27.266%±0.115%下降至13.200%±0.100%(P<0.05),且明显降低细胞内ROS含量、抑制线粒体膜电位降低以及降低四种凋亡相关蛋白的相对表达量(P<0.05)。 结论: 1.微囊藻毒素-LR在一定浓度范围内可明显抑制睾丸支持细胞的增殖,并诱导其凋亡。 2.线粒体介导的Caspase依赖性途径可能是微囊藻毒素-LR诱导睾丸支持细胞发生凋亡的主要途径之一。 3.活性氧参与了微囊藻毒素-LR诱导睾丸支持细胞凋亡过程。